목성 그 거대한 가스 행성의 신비

목성

다섯 번째 태양계 주위를 돌고 있는 목성은 우리 태양계에서 가장 큰 행성입니다. 목성은 지름이 지구의 약 11배이고, 우리 태양계에 있는 8개의 행성은 모두 질량의 2/3 이상을 차지합니다. 거대한 목성은 육안으로 쉽게 탐지될 수 있을 정도로 밝으며, 가장 밝을 때 -2.5등급으로 평가됩니다. 목성은 또한 얇은 고리와 네 개의 유명한 갈릴레오 위성을 포함하여 많은 위성을 가지고 있습니다.

 

태양계의 왕자로 불리는 목성의 모습

목성의 대기는 주로 수소와 헬륨으로 구성되어 있고 약간의 암모니아와 메탄이 있습니다. 그리고 목성을 보면 줄무늬가 보입니다. 검은색 줄무늬를 '벨트'라고 하고, 밝은 줄무늬를 '구역'이라고 합니다. 적외선 관측 결과 벨트가 벨트보다 낮은 온도에 있기 때문에 상단의 온도가 더 높다는 것을 알 수 있습니다. 그리고 벨트가 고압 상승 영역에 있고 밴드가 저압 하강 영역에 있음을 시사합니다.

목성의 대기에서 가장 유명한 현상은 대적점(Great Red Spot)입니다. 외부에서 보면, 그것은 보통의 소용돌이처럼 보이지만, 내부는 매우 역동적입니다.

목성의 소용돌이로 볼 수 있는 이 대적점은 타원형이며 지구보다 훨씬 큽니다. 최남단 지점은 반대 방향으로 움직이는 두 개의 대기 띠 사이에 위치하고 대적점 주변의 대기는 반시계 방향으로 순환합니다. 대적점 내의 풍속은 초속 100m에 가깝습니다.

목성의 표면 온도는 약 -148°C입니다. 이것은 태양보다 더 많은 열을 방출하는데, 이것은 목성 내부에 열원이 있다는 것을 나타냅니다. 열원은 행성이 형성될 때 가스가 붕괴될 때 발생하는 중력 에너지로 알려져 있습니다.

수소 분자로 구성된 목성의 지름은 14만 3200km인데, 목성이 조금만 더 큰 천체였다면 목성 내부에서 핵반응이 일어나 제2의 태양이 됐을 것입니다. 목성은 지구의 약 318배, 부피는 1,400배인데, 태양과 비슷한 목성은 밀도가 지구의 약 4분의 1에 불과합니다. 목성은 수소와 헬륨으로 구성돼 있고 밀도도 태양과 같기 때문입니다.

목성을 더 깊이 들어가면 일반적인 형태의 분자 수소가 압축되면서 결합이 파괴되고 원자 간 궤도 전자가 공유됩니다. 이는 일반적으로 금속의 형태인 수소와 매우 유사합니다. 실험실은 기체에 충격파를 가해 대기 중에 수천 K에서 수백만 K에 이르는 압력을 만들어냄으로써 이러한 수소의 상태를 확인했습니다.

즉, 목성의 가장 깊은 내부에는 얼음이나 암석의 핵과 그 위에 액체 금속 수소, 그리고 비균질 영역(작은 물방울 형태로 헬륨이 존재하는 영역), 수소 분자 영역, 대기가 포함되어 있는 것으로 추정됩니다.

비록 이 고리들이 토성에만 존재하는 것으로 알려져 있었지만, 보이저 2호가 목성에서 고리들을 발견한 것은 놀라운 일이었습니다. 목성은 토성보다 가깝지만, 아직 발견되지 않은 많은 이유들이 있습니다. 이것은 목성의 고리들이 토성의 고리들보다 더 얇고, 더 밀도가 높으며, 희미하기 때문입니다. 적외선 관측 결과, 이 고리들의 구성 성분은 작은 바위와 먼지라는 것이 밝혀졌습니다.

목성의 고리는 세 개의 주요 부분으로 나눌 수 있습니다: 가장 안쪽의 흐릿한 고리, 가운데의 주요 고리, 그리고 가장 바깥쪽의 얇고 희미한 고리입니다. 그 고리들은 목성의 표면으로부터 약 220,000 킬로미터 떨어진 곳에 분포되어 있습니다. 그것들은 달과 충돌하는 운석으로부터 나오는 먼지로 계속 채워집니다.

 

태양계 행성

가장 빠르게 자전하는 행성

목성은 타원체로 적도 지역이 불룩하고 태양계에서 가장 빠른 자전을 합니다. 목성은 대부분 기체로 구성되어 있으며 태양처럼 차등적으로 자전합니다. 적도에서 가장 빠르게 자전하고 극지방에서는 상대적으로 느립니다. 적도 근처에서는 9시간 50분마다, 더 높은 고도에서는 9시간 55분마다 자전합니다. 그리고 자전축은 약 3° 기울어져 있습니다.

목성은 태양으로부터 약 5.2 AU (7억 8천만 킬로미터) 궤도를 돕니다. 목성의 이심률은 0.048로 비교적 작으며 공전 주기는 11.862년 (약 11년 10개월)입니다.

목성은 강한 자기장을 가지고 있습니다. 지구 자기장의 원인은 중심부의 철과 니켈이 녹았기 때문이라고 알려져 있습니다. 목성 내부의 액체 금속 수소가 역할을 하는 것으로 알려져 있습니다. 그리고 지구 자기장에 의한 오로라 현상은 목성에서 볼 수 있습니다.

목성의 자기장은 지름이 약 3X1010미터로, 목성의 지름보다 약 210배 크고 태양의 크기보다 약 22배 더 큽니다. 이것은 지구에서 오는 달이나 태양의 네 배 크기입니다.

 

작은 태양계로 불리우는 목성, 그리고 그 위성들

목성은 작은 태양계라고도 불립니다. 행성과 소행성이 태양을 중심으로 공전하듯이, 목성 주변에 많은 위성이 있기 때문에 이런 이름이 지어졌습니다. 많은 위성 중에서, 우리가 익숙한 것은 갈릴레오 위성일 것입니다.

갈릴레오 갈릴레이 (1564-1642)는 1610년에 자신이 만든 굴절 망원경을 통해 목성 근처의 물체를 처음으로 발견했습니다. 끊임없는 관찰을 통해 갈릴레오는 네 개의 물체가 목성의 위성이라고 결론지었고, 네 개의 위성은 나중에 갈릴레오의 위성이라고 불렸습니다.

이 위성들은 곧 안드로메다를 발견한 독일 천문학자 시몬 마리우스(Simone Marius)에 의해 이름 지어졌으며, 이름은 오(Eau), 유로파(Europa), 가니메데(Ganymede), 칼리스토(Calisto)였습니다.